(57)【要約】ガソリン及びＣＮＧにて運転可能な内燃機関（１）に適用される燃料供給装置において、ガソリン及びＣＮＧをそれぞれ内燃機関（１）に供給する燃料供給装置（１８）と、内燃機関（１）から排出された排気を浄化する排気浄化触媒（１１、１２）とを備え、排気浄化触媒（１１、１２）の排気の浄化性能が低下しているか否か判定し、排気の浄化性能が低下していると判定した場合には、内燃機関（１）に対してＣＮＧが供給されるように燃料供給装置（１８）の動作が制御される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１燃料及び前記第１燃料に比べて燃焼後の有害成分の排出量が少ない第２燃料にて運転可能な内燃機関に適用され、
前記第１燃料及び前記第２燃料をそれぞれ前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、前記内燃機関から排出された排気を浄化する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下しているか否か判定する浄化性能判定手段と、前記浄化性能判定手段が前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下していると判定した場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御する制御手段と、を備えている内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記内燃機関に供給可能な第１燃料の量を取得する第１燃料量取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１燃料取得手段により取得された第１燃料の量が予め設定した所定の判定量以下の場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記燃料供給手段は、前記気筒に前記第１燃料を供給する第１燃料供給系と、前記気筒に前記第２燃料を供給する第２燃料供給系と、を備え、
前記第２燃料供給系の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段が前記第２燃料供給系に異常が有ると判定した場合に前記内燃機関の使用者に所定の警告を発する警告手段と、をさらに備えた請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記警告手段が警告を発した場合には前記第１燃料が前記内燃機関に供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御する請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記第１燃料が貯留される第１燃料貯留手段と、前記第２燃料が貯留される第２燃料貯留手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１燃料貯留手段が空になった場合に前記第２燃料貯留手段に前記第２燃料が予め設定した所定量残るように前記燃料供給手段の動作を制御して前記内燃機関に供給される前記第１燃料の量及び前記第２燃料の量をそれぞれ調整する請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記第１燃料は炭化水素系液体燃料であり、前記第２燃料は圧縮天然ガスである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の燃料にて運転可能な内燃機関に適用される燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数種類の燃料が搭載され、運転状態や状況に応じて供給する燃料の種類を切り替えたり供給する複数種類の燃料の割合を変化させたりして運転される内燃機関が知られている。例えば、アルコールとガソリンとの混合燃料であるアルコール混合燃料が主燃料として搭載されるとともにガソリンが補助燃料として搭載され、低温始動時には始動性の良い補助燃料が使用される内燃機関が知られている。このような内燃機関において、補助燃料の残量が低下した場合には給油ランプを点灯して運転者に補助燃料の給油を促すとともに補助燃料の噴射量を減少させて補助燃料の減少を抑制するものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０１４２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数種類の燃料にて運転される内燃機関では、供給される燃料の種類を切り替えたり供給される複数種類の燃料の割合を変化させたりした場合に、排気中の有害成分の量が変化する。特許文献１の内燃機関では、このような排気中の有害成分の量の変化を考慮せずに補助燃料の噴射量を減少させたり燃料を切り替えたりしている。そのため、内燃機関の始動時等に排気エミッションが悪化するおそれがある。【０００５】
そこで、本発明は、従来よりも各運転状態において排気エミッションが悪化することを抑制可能な内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の燃料供給装置は、第１燃料及び前記第１燃料に比べて燃焼後の有害成分の排出量が少ない第２燃料にて運転可能な内燃機関に適用され、前記第１燃料及び前記第２燃料をそれぞれ前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、前記内燃機関から排出された排気を浄化する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下しているか否か判定する浄化性能判定手段と、前記浄化性能判定手段が前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下していると判定した場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御する制御手段と、を備えている。【０００７】
本発明の燃料供給装置によれば、排気浄化触媒の浄化性能が低下している場合には第１燃料と比べて有害成分の排出量が少ない第２燃料が供給されるので、排気エミッションの悪化を抑制することができる。【０００８】
なお、第１燃料よりも第２燃料の方を多く供給する場合には、第１燃料を０にし、第２燃料のみを内燃機関に供給する場合も含まれる。また、燃焼後の有害成分の排出量とは、内燃機関において燃料を理論空燃比で適切に燃焼させた場合に内燃機関から排出される有害成分の量を示している。【０００９】
本発明の燃料供給装置の一形態においては、前記内燃機関に供給可能な第１燃料の量を取得する第１燃料量取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第１燃料取得手段により取得された第１燃料の量が予め設定した所定の判定量以下の場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御してもよい。このように第１燃料が少なくなるまで第２燃料の供給を抑えることにより、第１燃料よりも第２燃料を多く残すことができる。この場合、排気エミッションの悪化が予想される場合に第２燃料を供給することができるので、排気エミッションの悪化を抑制できる。【００１０】
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記燃料供給手段は、前記気筒に前記第１燃料を供給する第１燃料供給系と、前記気筒に前記第２燃料を供給する第２燃料供給系と、を備え、前記第２燃料供給系の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段が前記第２燃料供給系に異常が有ると判定した場合に前記内燃機関の使用者に所定の警告を発する警告手段と、をさらに備えていてもよい。このように使用者に排気エミッションが悪化するおそれがあることを報知することによって第２燃料供給系の修理を促すことができる。これにより内燃機関が第２燃料で運転できない状態に放置されることを抑制できる。そのため、排気エミッションの悪化を抑制できる。【００１１】
この形態において、前記制御手段は、前記警告手段が警告を発した場合には前記第１燃料が前記内燃機関に供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御してもよい。このように第１燃料を供給することにより、内燃機関が動作不能の状態になることを防止できる。【００１２】
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記第１燃料が貯留される第１燃料貯留手段と、前記第２燃料が貯留される第２燃料貯留手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記第１燃料貯留手段が空になった場合に前記第２燃料貯留手段に前記第２燃料が予め設定した所定量残るように前記燃料供給手段の動作を制御して前記内燃機関に供給される前記第１燃料の量及び前記第２燃料の量をそれぞれ調整してもよい。このように各燃料の供給量を調整することにより、第２燃料を確実に残すことができる。この場合、排気浄化触媒の浄化性能が低下している場合に第２燃料を供給することができるので、排気エミッションが悪化することを抑制できる。【００１３】
内燃機関に供給される燃料はどのような燃料でも構わない。例えば、炭化水素系ガス燃料と炭化水素系液体燃料とを含んでいてもよい。炭化水素系ガス燃料としては圧縮天然ガスが代表的であり、その他ＬＰガス等のガス燃料がある。炭化水素系液体燃料としてはガソリン、軽油、アルコール又はガソリンとアルコールの混合燃料等がある。周知のように圧縮天然ガスは、炭化水素系液体燃料よりも燃焼後の有害成分の排出量が少ない。そこで、本発明の燃料供給装置の一形態において、前記第１燃料は炭化水素系液体燃料であり、前記第２燃料は圧縮天然ガスであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関を示す図。
【図２】図１の内燃機関の気筒の１つを拡大して示す図。
【図３】ＥＣＵが実行する燃料供給制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】ＥＣＵが実行する浄化性能判定ルーチンを示すフローチャート。
【図５】ＥＣＵが実行する異常診断ルーチンを示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の形態に係る燃料供給装置においてＥＣＵが実行する燃料供給制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】複数燃料使用モードにおいてガソリンとＣＮＧとを供給する方法について説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関を示している。この内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるものである。エンジン１は、複数種類の燃料を用いて運転可能なバイフューエルエンジンとして構成されており、炭化水素系ガス燃料として圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を、炭化水素系液体燃料としてガソリンをそれぞれ用いて運転可能である。周知のようにＣＮＧは、ガソリンと比較して燃焼後に発生する有害成分の量が少ない。そのため、ガソリンが本発明の第１燃料に相当し、ＣＮＧが本発明の第２燃料に相当する。
【００１６】
エンジン１は、複数（図１では４つ）の気筒２ａを有する機関本体２と、各気筒２ａに接続された吸気通路３及び排気通路４とを備えている。図２は１つの気筒２ａを拡大して示している。なお、他の気筒２ａも図２に示した気筒２ａと同様に構成されている。この図に示すように気筒２ａには、ピストン５が往復動可能に挿入されている。また、気筒２ａには、気筒２ａ内の燃料混合気に着火するための点火プラグ６がその先端部を気筒２ａ内に臨ませた状態で設けられている。吸気通路３は気筒２ａに開口する吸気ポート３ａを有し、排気通路４は気筒２ａに開口する排気ポート４ａを有している。吸気ポート３ａは吸気バルブ７により、排気ポート４ａは排気バルブ８によりそれぞれ開閉される。この図に示したように吸気通路３には、吸気通路３内に燃料を噴射する第１燃料噴射弁９及び第２燃料噴射弁１０が設けられている。第１燃料噴射弁９及び第２燃料噴射弁１０は、各気筒２ａにそれぞれ設けられている。また、これらの燃料噴射弁９、１０は、それぞれ電磁駆動式の燃料噴射弁として構成されている。
【００１７】
図１に示したように排気通路４には、排気浄化触媒としてのスタート触媒１１及びアンダーフロア触媒１２が設けられている。これらの触媒１１、１２は、排気中の有害物質を浄化するために設けられており、いずれも周知の三元触媒である。スタート触媒１１は、アンダーフロア触媒１２よりも上流側に配置される。スタート触媒１１は、アンダーフロア触媒１２よりも早期に昇温可能であり、主にアンダーフロア触媒１２の暖機が不十分な場合に排気の浄化を行う。
【００１８】
機関本体２には、ピストン５の往復運動を回転運動に変えるクランク軸１３が設けられている。クランク軸１３の回転は、トルクコンバータ１４を介してトランスミッション１５に伝達される。トランスミッション１５において変速された回転は、トランスファー１６を介して駆動輪１７に伝達される。
【００１９】
エンジン１には、燃料供給手段としての燃料供給装置１８が設けられている。燃料供給装置１８は、ガソリンをエンジン１に供給する第１燃料供給系としてのガソリン供給系１９と、ＣＮＧをエンジン１に供給する第２燃料供給系としてのＣＮＧ供給系２０とを備えている。ガソリン供給系１９は、ガソリンが貯留される第１燃料貯留手段としての燃料タンク２１と、燃料タンク２１と各第１燃料噴射弁９とを接続する液体燃料経路２２とを備えている。液体燃料経路２２には、燃料タンク２１から各第１燃料噴射弁９にガソリンを圧送するための不図示の燃料ポンプが設けられている。燃料タンク２１には、燃料タンク２１内に貯留されているガソリンの量に応じた信号を出力する第１燃料量取得手段としての残量センサ２３が設けられている。ＣＮＧ供給系２０は、ＣＮＧが加圧された状態で充填される第２燃料貯留手段としての燃料ボンベ２４と、燃料ボンベ２４と各第２燃料噴射弁１０とを接続するガス燃料経路２５とを備えている。ガス燃料経路２５には、燃料ボンベ２４のＣＮＧ圧力が変化しても、各第２燃料噴射弁１０に送られるガスの圧力を所定圧力に維持するための不図示のレギュレータ（圧力調整器）が設けられている。燃料ボンベ２４には、内部の圧力に対応した信号を出力する圧力センサ２６が設けられている。
【００２０】
第１燃料噴射弁９及び第２燃料噴射弁１０の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットであり、エンジン１に設けられた各種センサからの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ３０には、例えばクランク軸１３の回転速度に対応した信号を出力するクランク角センサ３１と、スタート触媒１１の温度に対応した信号を出力する床温センサ３２と、排気の空燃比に対応した信号を出力するＡ／Ｆセンサ３３と、排気の酸素濃度に対応した信号を出力する酸素濃度センサ３４とが接続されている。また、ＥＣＵ３０には、上述した残量センサ２３及び圧力センサ２６も接続されている。これらの他にもＥＣＵ３０には種々のセンサが接続されているがそれらの図示は省略した。ＥＣＵ３０には、運転者に警告を発する警告手段としての警告ランプ３５が接続されている。
【００２１】
ＥＣＵ３０は、エンジン１の運転状態に応じて燃料供給装置１８の動作モードを切り替える。燃料供給装置１８の動作モードとしては、エンジン１にガソリンを供給するガソリンモードと、エンジン１にＣＮＧを供給するＣＮＧモードとが設定されている。ＥＣＵ３０は、図３に示した燃料供給制御ルーチンを実行して燃料供給装置１８の動作モードを切り替える。この制御ルーチン中で使用される性能低下フラグは図４に示した浄化性能判定ルーチンにて設定され、異常フラグは図５に示した異常診断ルーチンにて設定される。そこで、図３を説明する前に図４及び図５の各ルーチンを説明する。
【００２２】
まず、図４のルーチンについて説明する。このルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えばエンジン１の回転数、スタート触媒１１の温度、排気の空燃比、排気の酸素濃度、燃料タンク２１のガソリンの残量、及び燃料ボンベ２４の残圧等が取得される。次のステップＳ２１においてＥＣＵ３０は、スタート触媒１１の暖機が完了しているか否か判定する。周知のように三元触媒は、所定の温度域において排気の浄化性能を適切に発揮する。そのため、この処理では、スタート触媒１１の温度がこの温度域の下限値以上の場合に暖機が完了したと判定される。
【００２３】
スタート触媒１１の暖機が完了していると判定した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ３０はエンジン１が燃料増量運転中か否か判定する。燃料増量運転中か否かは排気の空燃比に基づいて判定される。車両の加速時等はエンジン１を高回転で運転する必要があるため、エンジン１に供給される燃料が増加される。このような場合は排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチになる。また、高速走行時にピストン５及びスタート触媒１１の温度が過度に上昇することを防止するために燃料の供給量を増加させる制御が行われるものにおいては、この燃料増量時にも排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチになる。そこで、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチの場合にエンジン１が燃料増量運転中と判定する。周知のように三元触媒は、排気の空燃比が理論空燃比の近傍の場合に排気の浄化性能を適切に発揮する。そのため、エンジン１に供給される燃料量が増量され、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチになっている場合は、排気の空燃比が理論空燃比の場合と比較して排気の浄化性能が低下する。そこで、燃料増量運転中はスタート触媒１１の排気の浄化性能が低下していると考えられる。
【００２４】
燃料増量運転中ではないと判断した場合はステップＳ２３に進み、ＥＣＵ３０は性能低下フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。一方、ステップＳ２１でスタート触媒１１の暖機が完了していないと判断した場合、又はステップＳ２２で燃料増量運転中と判断した場合はステップＳ２４に進み、ＥＣＵ３０は性能低下フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。なお、性能低下フラグの値はＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶され、他のルーチンで使用される。この浄化性能判定ルーチンを実行することによりＥＣＵ３０が本発明の浄化性能判定手段として機能する。
【００２５】
次に図５の異常診断ルーチンについて説明する。このルーチンは、エンジン１の運転状態に拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ３１でエンジン１が運転中か否か判断する。エンジン１が停止中と判断した場合は、今回のルーチンを終了する。
【００２６】
一方、エンジン１が運転中と判断した場合はステップＳ３２に進み、ＥＣＵ３０は燃料ボンベ２４の圧力が予め設定した所定の判定圧以上か否か判定する。この判定圧は、燃料ボンベ２４にＣＮＧを補給する必要があるか否か判定するための基準である。この基準は、燃料ボンベ２４の容量等に応じて変わるため、判定圧は燃料ボンベ２４の容量に応じて適宜に設定される。燃料ボンベ２４の圧力が判定圧未満と判定した場合はステップＳ３３、Ｓ３４をスキップしてステップＳ３５に進む。一方、燃料ボンベ２４の圧力が判定圧以上と判定した場合はステップＳ３３に進み、ＥＣＵ３０はＣＮＧ供給系２０の異常の有無を診断する異常診断処理を実行する。この異常診断処理では、例えばＣＮＧモードにおいて第２燃料噴射弁１０を開弁させたときの燃料ボンベ２４の圧力を調べる。この際に燃料ボンベ２４の圧力が変化しなかった場合はＣＮＧ供給系２０のいずれかの部分に異常が有ると判断できる。また、ガソリンモードにおいても燃料ボンベ２４の圧力を調べる。ガソリンモードでは第２燃料噴射弁１０は閉弁状態に維持されるので、燃料ボンベ２４の圧力は変化しない。そのため、ガソリンモードにおいて燃料ボンベ２４の圧力が変化した場合には、ＣＮＧ供給系２０のいずれかの部分に異常が有ると判断できる。
【００２７】
次のステップＳ３４においてＥＣＵ３０は、ＣＮＧ供給系２０に異常が有るか否か判定する。ＣＮＧ供給系２０に異常が有ると判断した場合はステップＳ３５に進み、ＥＣＵ３０は異常警告処理を実行する。この異常警告処理では、例えば警告ランプ３５が点灯される。この他も運転者に警告を発する種々の処理を行ってよい。次のステップＳ３６においてＥＣＵ３０は、異常フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２８】
一方、ＣＮＧ供給系２０に異常が無いと判断した場合はステップＳ３７に進み、ＥＣＵ３０は異常警告処理で行った異常警告を解除する。例えば、警告ランプ３５を消灯する。次のステップＳ３８においてＥＣＵ３０は、異常フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。なお、このルーチンで設定された異常フラグの値はＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶され、他のルーチンで使用される。この異常診断ルーチンを実行することによりＥＣＵ３０が本発明の異常判定手段として機能する。
【００２９】
図３に戻って燃料供給制御ルーチンについて説明する。この制御ルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンにおいて図４のルーチンと共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。次のステップＳ１２においてＥＣＵ３０は、性能低下フラグがオンか否か判定する。性能低下フラグがオンであると判定した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ３０は異常フラグがオンか否か判定する。異常フラグがオフであると判定した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０は燃料供給装置１８の動作モードをＣＮＧモードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ１２で性能低下フラグがオフであると判定した場合、又はステップＳ１３で異常フラグがオンであると判定した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ３０は燃料供給装置１８の動作モードをガソリンモードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。この燃料供給制御ルーチンを実行することによりＥＣＵ３０が本発明の制御手段として機能する。
【００３２】
第１の形態の燃料供給装置によれば、スタート触媒１１の暖機中はエンジン１がＣＮＧで運転されるので、この暖機中に排気エミッションが悪化することを抑制できる。また、この形態では、燃料ボンベ２４の残量が少なかったりＣＮＧ供給系２０に異常が有る場合にはエンジン１がガソリンで運転されるので、エンジン１が動作不能の状態になることを防止できる。また、このような場合には警告ランプ３５が点灯して運転者に警告が発せられるので、ＣＮＧの補給やＣＮＧ供給系２０の修理を促すことができる。そのため、エンジン１がＣＮＧで運転できない状態に放置されることを抑制できる。
【００３３】
（第２の形態）
図６を参照して本発明の第２の形態に係る燃料供給装置について説明する。図６は、この形態においてＥＣＵ３０が実行する燃料供給制御ルーチンを示している。なお、この形態においてもエンジン１については図１及び図２が参照される。なお、この形態において第１の形態と共通の部分については同一の符号を付して説明を省略する。この形態においてもＥＣＵ３０は、図４の浄化性能判定ルーチンをエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行している。
【００３４】
この形態では、燃料供給装置１８の動作モードとしてエンジン１にＣＮＧを供給するＣＮＧモードと、エンジン１にＣＮＧ及びガソリンの両方を供給する複数燃料使用モードとが設定されている。ＥＣＵ３０は、図６に示した燃料供給制御ルーチンを実行してこれらの動作モードを切り替える。なお、この制御ルーチンもエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。次のステップＳ１２においてＥＣＵ３０は性能低下フラグがオンか否か判定する。性能低下フラグがオンであると判定した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０は燃料供給装置１８の動作モードをＣＮＧモードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、性能低下フラグがオフであると判定した場合はステップＳ４１に進み、ＥＣＵ３０は燃料供給装置１８の動作モードを複数燃料使用モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。複数燃料使用モードでは、まずガソリンのみがエンジン１に供給される。その後、燃料タンク２１のガソリンの残量が予め設定した判定量以下になった場合にＣＮＧがエンジン１に供給される。このようにして両方の燃料がエンジン１に供給される。
【００３６】
この形態では、複数燃料使用モードにおいてガソリンの残量が判定量以下になった場合はＣＮＧがエンジン１に供給されるので、エンジン１の運転時間すなわち車両の走行時間を延ばすことができる。また、ガソリンが判定量以下になるまでＣＮＧを使用しないので、ＣＮＧを確実に残すことができる。そのため、スタート触媒１１の暖機時に排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【００３７】
なお、複数燃料使用モードにおけるガソリン及びＣＮＧの供給方法は上述した方法に限定されない。例えば、エンジン１を予め設定した所定の運転状態で運転したと仮定した場合に燃料タンク２１に貯留されているガソリンの量で走行可能な距離と燃料ボンベ２４に充填されているＣＮＧで走行可能な距離とをそれぞれ推定し、走行可能な距離の長い方の燃料を優先的にエンジン１に供給してもよい。なお、ＣＮＧで走行可能な距離を推定する際には、燃料ボンベ２４のＣＮＧ残量から次のスタート触媒１１の暖機時に使用すると予想される使用量を減算した値で推定を行う。このように２つの燃料をエンジン１に供給することにより、ＣＮＧとガソリンとをそれぞれ同じように消費することができる。そのため、補給の時期を揃えることができる。また、スタート触媒１１の暖機時に排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【００３８】
また、複数燃料使用モードでは、スタート触媒１１の暖機時に使用するＣＮＧ量が確保されることを条件にガソリンとＣＮＧとを交互にエンジン１に供給してもよい。例えば、図７に示すようにまずガソリン及びＣＮＧの両方が満タンの状態からスタート触媒１１の暖機時に使用するＣＮＧ使用量Ｑｃが確保されるまでは、ガソリンがエンジン１に供給される。そして、ＣＮＧ使用量Ｑｃが確保されてからさらに予め設定した所定量Ｑｇのガソリンがエンジン１に供給された後にガソリンの供給が停止されるとともにＣＮＧの供給が開始される。その後は、エンジン１が所定時間運転される毎、又は車両が所定距離走行する毎にＣＮＧとガソリンとを交互に使用する。この場合にもＣＮＧとガソリンとがそれぞれ同じように消費されるので、補給の時期を揃えることができる。また、ＣＮＧ使用量Ｑｃが確保されるので、スタート触媒１１の暖機時に排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【００３９】
なお、この第２の形態においても第１の形態と同様に図５の異常診断ルーチンを実行し、その結果に応じてＣＮＧモードの使用を中止してもよい。すなわち、異常フラグがオンの場合には性能低下フラグがオンであっても複数燃料使用モードに切り替えられる。
【００４０】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した各形態では、ガソリンとＣＮＧとを切り替えて使用しているが、これらの燃料を同時に供給し、この際の各燃料の供給量の割合を変化させてもよい。例えば、ＣＮＧモードでは、ＣＮＧのみではなくガソリンもエンジンに供給する。ただし、ガソリンの供給量はＣＮＧの供給量と比較して十分に小さくする。ガソリンモードでも同様にガソリンに加えてＣＮＧを供給する。この場合もガソリンの供給量と比較してＣＮＧの供給量を十分に小さくする。そして、複数燃料使用モードでは、エンジンの運転状態に応じてガソリンの供給量とＣＮＧの供給量との割合を変化させてもよい。
【００４１】
本発明の燃料供給装置でエンジンに供給される燃料は、ガソリンとＣＮＧに限定されない。例えば、ＣＮＧの代わりにＬＰガス又は水素を用いてもよい。また、ガソリンの代わりに軽油又はアルコール燃料を用いてもよいし、アルコールとガソリンとの混合燃料を用いてもよい。さらに、本発明の燃料供給装置では、３種類以上の燃料で運転される内燃機関に適用してもよい。この場合においても第１燃料と、その第１燃料に比べて燃焼後の有害成分の排出量が少ない第２燃料とが存在するため、本発明を適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月15日(2012.8.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１燃料及び前記第１燃料に比べて燃焼後の有害成分の排出量が少ない第２燃料にて運転可能な内燃機関に適用され、
前記第１燃料及び前記第２燃料をそれぞれ前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、前記内燃機関から排出された排気を浄化する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下しているか否か判定する浄化性能判定手段と、前記浄化性能判定手段が前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下していると判定した場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御する制御手段と、前記第１燃料が貯留される第１燃料貯留手段と、前記第２燃料が貯留される第２燃料貯留手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１燃料貯留手段が空になった場合に前記第２燃料貯留手段に前記第２燃料が予め設定した所定量残るように前記燃料供給手段の動作を制御して前記内燃機関に供給される前記第１燃料の量及び前記第２燃料の量をそれぞれ調整する内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記内燃機関に供給可能な第１燃料の量を取得する第１燃料量取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１燃料量取得手段により取得された第１燃料の量が予め設定した所定の判定量以下の場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記燃料供給手段は、前記内燃機関に前記第１燃料を供給する第１燃料供給系と、前記内燃機関に前記第２燃料を供給する第２燃料供給系と、を備え、
前記第２燃料供給系の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段が前記第２燃料供給系に異常が有ると判定した場合に前記内燃機関の使用者に所定の警告を発する警告手段と、をさらに備えた請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記第１燃料は炭化水素系液体燃料であり、前記第２燃料は圧縮天然ガスである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の内燃機関の燃料供給装置は、第１燃料及び前記第１燃料に比べて燃焼後の有害成分の排出量が少ない第２燃料にて運転可能な内燃機関に適用され、前記第１燃料及び前記第２燃料をそれぞれ前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、前記内燃機関から排出された排気を浄化する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下しているか否か判定する浄化性能判定手段と、前記浄化性能判定手段が前記排気浄化触媒の排気の浄化性能が低下していると判定した場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御する制御手段と、前記第１燃料が貯留される第１燃料貯留手段と、前記第２燃料が貯留される第２燃料貯留手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１燃料貯留手段が空になった場合に前記第２燃料貯留手段に前記第２燃料が予め設定した所定量残るように前記燃料供給手段の動作を制御して前記内燃機関に供給される前記第１燃料の量及び前記第２燃料の量をそれぞれ調整する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の燃料供給装置によれば、排気浄化触媒の浄化性能が低下している場合には第１燃料と比べて有害成分の排出量が少ない第２燃料が供給されるので、排気エミッションの悪化を抑制することができる。また、本発明の燃料供給装置によれば、制御手段が各燃料の供給量を調整するので、第２燃料を確実に残すことができる。この場合、排気浄化触媒の浄化性能が低下している場合に第２燃料を供給することができるので、排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の燃料供給装置の一形態においては、前記内燃機関に供給可能な第１燃料の量を取得する第１燃料量取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第１燃料量取得手段により取得された第１燃料の量が予め設定した所定の判定量以下の場合に、前記内燃機関に対して前記第１燃料よりも前記第２燃料の方が多く供給されるように前記燃料供給手段の動作を制御してもよい。このように第１燃料が少なくなるまで第２燃料の供給を抑えることにより、第１燃料よりも第２燃料を多く残すことができる。この場合、排気エミッションの悪化が予想される場合に第２燃料を供給することができるので、排気エミッションの悪化を抑制できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記燃料供給手段は、前記内燃機関に前記第１燃料を供給する第１燃料供給系と、前記内燃機関に前記第２燃料を供給する第２燃料供給系と、を備え、前記第２燃料供給系の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段が前記第２燃料供給系に異常が有ると判定した場合に前記内燃機関の使用者に所定の警告を発する警告手段と、をさらに備えていてもよい。このように使用者に排気エミッションが悪化するおそれがあることを報知することによって第２燃料供給系の修理を促すことができる。これにより内燃機関が第２燃料で運転できない状態に放置されることを抑制できる。そのため、排気エミッションの悪化を抑制できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に対する参考例に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関を示す図。
【図２】図１の内燃機関の気筒の１つを拡大して示す図。
【図３】ＥＣＵが実行する燃料供給制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】ＥＣＵが実行する浄化性能判定ルーチンを示すフローチャート。
【図５】ＥＣＵが実行する異常診断ルーチンを示すフローチャート。
【図６】本発明の一形態に係る燃料供給装置においてＥＣＵが実行する燃料供給制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】複数燃料使用モードにおいてガソリンとＣＮＧとを供給する方法について説明するための図。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（参考例）
図１は、本発明の実施の形態に対する参考例に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関を示している。この内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるものである。エンジン１は、複数種類の燃料を用いて運転可能なバイフューエルエンジンとして構成されており、炭化水素系ガス燃料として圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を、炭化水素系液体燃料としてガソリンをそれぞれ用いて運転可能である。周知のようにＣＮＧは、ガソリンと比較して燃焼後に発生する有害成分の量が少ない。そのため、ガソリンが本発明の第１燃料に相当し、ＣＮＧが本発明の第２燃料に相当する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
燃料増量運転中ではないと判断した場合はステップＳ２３に進み、ＥＣＵ３０は性能低下フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。一方、ステップＳ２１でスタート触媒１１の暖機が完了していないと判断した場合、又はステップＳ２２で燃料増量運転中と判断した場合はステップＳ２４に進み、ＥＣＵ３０は性能低下フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。なお、性能低下フラグの値はＥＣＵ３０のＲＡＭに記憶され、他のルーチンで使用される。この浄化性能判定ルーチンを実行することによりＥＣＵ３０が本発明の浄化性能判定手段として機能する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
次のステップＳ３４においてＥＣＵ３０は、ＣＮＧ供給系２０に異常が有るか否か判定する。ＣＮＧ供給系２０に異常が有ると判断した場合はステップＳ３５に進み、ＥＣＵ３０は異常警告処理を実行する。この異常警告処理では、例えば警告ランプ３５が点灯される。この他にも運転者に警告を発する種々の処理を行ってよい。次のステップＳ３６においてＥＣＵ３０は、異常フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
一方、ＣＮＧ供給系２０に異常が無いと判断した場合はステップＳ３７に進み、ＥＣＵ３０は異常警告処理で行った異常警告を解除する。例えば、警告ランプ３５を消灯する。次のステップＳ３８においてＥＣＵ３０は、異常フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。なお、このルーチンで設定された異常フラグの値はＥＣＵ３０のＲＡＭに記憶され、他のルーチンで使用される。この異常診断ルーチンを実行することによりＥＣＵ３０が本発明の異常判定手段として機能する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
参考例の燃料供給装置によれば、スタート触媒１１の暖機中はエンジン１がＣＮＧで運転されるので、この暖機中に排気エミッションが悪化することを抑制できる。また、この参考例では、燃料ボンベ２４の残量が少なかったりＣＮＧ供給系２０に異常が有る場合にはエンジン１がガソリンで運転されるので、エンジン１が動作不能の状態になることを防止できる。また、このような場合には警告ランプ３５が点灯して運転者に警告が発せられるので、ＣＮＧの補給やＣＮＧ供給系２０の修理を促すことができる。そのため、エンジン１がＣＮＧで運転できない状態に放置されることを抑制できる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
（実施の形態）
図６を参照して本発明の一形態に係る燃料供給装置について説明する。図６は、この形態においてＥＣＵ３０が実行する燃料供給制御ルーチンを示している。なお、この形態においてもエンジン１については図１及び図２が参照される。なお、この形態において参考例と共通の部分については同一の符号を付して説明を省略する。この形態においてもＥＣＵ３０は、図４の浄化性能判定ルーチンをエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行している。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
なお、この実施の形態においても参考例と同様に図５の異常診断ルーチンを実行し、その結果に応じてＣＮＧモードの使用を中止してもよい。すなわち、異常フラグがオンの場合には性能低下フラグがオンであっても複数燃料使用モードに切り替えられる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した形態では、ガソリンとＣＮＧとを切り替えて使用しているが、これらの燃料を同時に供給し、この際の各燃料の供給量の割合を変化させてもよい。例えば、ＣＮＧモードでは、ＣＮＧのみではなくガソリンもエンジンに供給する。ただし、ガソリンの供給量はＣＮＧの供給量と比較して十分に小さくする。ガソリンモードでも同様にガソリンに加えてＣＮＧを供給する。この場合もガソリンの供給量と比較してＣＮＧの供給量を十分に小さくする。そして、複数燃料使用モードでは、エンジンの運転状態に応じてガソリンの供給量とＣＮＧの供給量との割合を変化させてもよい。
【国際調査報告】
2011117961.tif 000010
2011117961.tif 000011
2011117961.tif 000012
2011117961.tif 000013